Lata życia Jamesa Watsona. Kto odkrył podwójną helisę DNA

Odkrycie podwójnej helisy DNA było jednym z kluczowych kamieni milowych w historii światowej biologii; To odkrycie zawdzięczamy duetowi Jamesa Watsona i Francisa Cricka. Pomimo tego, że Watson zyskał rozgłos dzięki pewnym wypowiedziom, po prostu nie da się przecenić wagi jego odkrycia.

James Dewey Watson – amerykański biolog molekularny, genetyk i zoolog; Najbardziej znany jest z udziału w odkryciu struktury DNA w 1953 roku. Laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny.

Po pomyślnym ukończeniu uniwersytetów w Chicago i Indiana Watson spędził trochę czasu na badaniach chemicznych pod okiem biochemika Hermana Kalckara w Kopenhadze. Później przeniósł się do Cavendish Laboratory na Uniwersytecie w Cambridge, gdzie po raz pierwszy spotkał swojego przyszłego kolegę i towarzysza Francisa Cricka.

Watson i Crick wpadli na pomysł podwójnej helisy DNA w połowie marca 1953 roku, studiując dane eksperymentalne zebrane przez Rosalind Franklin i Maurice'a Wilkinsa. Odkrycie ogłosił Sir Lawrence Bragg, dyrektor Laboratorium Cavendish; Stało się to na belgijskiej konferencji naukowej 8 kwietnia 1953 r. Prasa nie zauważyła jednak tego ważnego oświadczenia. 25 kwietnia 1953 roku w czasopiśmie naukowym Nature ukazał się artykuł o odkryciu. Inni biolodzy i wielu laureatów Nagrody Nobla szybko docenili monumentalność odkrycia; niektórzy nazywali to nawet największym odkryciem naukowym XX wieku.

W 1962 roku Watson, Crick i Wilkins otrzymali za swoje odkrycie Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny. Czwarta uczestniczka projektu, Rosalind Franklin, zmarła w 1958 roku i w rezultacie nie mogła już kwalifikować się do nagrody. Za swoje odkrycie Watson otrzymał także pomnik w Amerykańskim Muzeum Historii Naturalnej w Nowym Jorku; ponieważ takie pomniki wznoszone są wyłącznie na cześć amerykańskich naukowców, Crick i Wilkins pozostali bez pomników.

Watson nadal uważany jest za jednego z najwybitniejszych naukowców w historii; jednak wiele osób otwarcie nie lubiło go jako osoby. James Watson był kilkakrotnie zamieszany w dość głośne skandale; jedno z nich było bezpośrednio związane z jego pracą – faktem jest, że pracując nad modelem DNA Watson i Crick wykorzystali dane uzyskane przez Rosalind Franklin bez jej zgody. Naukowcy dość aktywnie współpracowali z partnerem Franklina, Wilkinsem; Całkiem możliwe, że sama Rosalind do końca życia nie zdawała sobie sprawy, jak ważną rolę odegrały jej eksperymenty w zrozumieniu struktury DNA.

Od 1956 do 1976 Watson pracował na wydziale biologii Harvardu; W tym okresie interesował się głównie biologią molekularną.

W 1968 Watson otrzymał stanowisko dyrektora Cold Spring Harbor Laboratory na Long Island w stanie Nowy Jork; Dzięki jego wysiłkom jakość pracy badawczej w laboratorium znacznie wzrosła, a finansowanie uległo zauważalnej poprawie. Sam Watson był w tym okresie głównie zaangażowany w badania nad rakiem; Po drodze uczynił kontrolowane przez siebie laboratorium jednym z najlepszych ośrodków biologii molekularnej na świecie.

W 1994 r. Watson został prezesem ośrodka badawczego, a w 2004 r. – rektorem; w 2007 r. odszedł ze stanowiska po wygłoszeniu dość niepopularnych stwierdzeń o istnieniu związku pomiędzy poziomem inteligencji a pochodzeniem.

W latach 1988–1992 Watson aktywnie współpracował z Narodowymi Instytutami Zdrowia, pomagając w opracowaniu projektu poznania ludzkiego genomu.

Watson był również znany z jawnie prowokacyjnych i często obraźliwych komentarzy na temat swoich kolegów; w swoich przemówieniach (po jej śmierci) mówił m.in. o Franklin. Szereg jego wypowiedzi można odebrać jako ataki na homoseksualistów i osoby otyłe.

Praca z biologii

Romanowa Anastazja

Franciszka Cricka

Jamesa Watsona

„Odkrycie drugorzędowej struktury DNA”

Początek tej historii można potraktować jako żart. „I właśnie odkryliśmy sekret życia!” – powiedział jeden z dwóch mężczyzn, którzy weszli do Cambridge Eagle Pub dokładnie 57 lat temu – 28 lutego 1953 roku. A ci ludzie, którzy pracowali w pobliskim laboratorium, wcale nie przesadzali. Jeden z nich nazywał się Francis Crick, a drugi James Watson.

Biografia:

Franciszka Creka

W latach wojny Crick pracował nad tworzeniem min w laboratorium badawczym brytyjskiego Ministerstwa Marynarki Wojennej. Przez dwa lata po zakończeniu wojny kontynuował pracę w tym duszpasterstwie i wtedy przeczytał słynną książkę Erwina Schrödingera „Czym jest życie? Fizyczne aspekty żywej komórki”, opublikowanej w 1944 roku. W książce Schrödinger zadaje pytanie: „Jak z perspektywy fizyki i chemii można wyjaśnić zdarzenia czasoprzestrzenne zachodzące w żywym organizmie?”
Idee przedstawione w książce wywarły tak duży wpływ na Cricka, że zamierzając studiować fizykę cząstek elementarnych, przeszedł na biologię. Dzięki wsparciu Archibalda W. Willa Crick otrzymał stypendium Medical Research Council Fellowship i w 1947 roku rozpoczął pracę w Strangeway Laboratory w Cambridge. Tutaj studiował biologię, chemię organiczną i techniki dyfrakcji rentgenowskiej stosowane do określania struktury przestrzennej cząsteczek.

Jamesa Dewaya Watsona

Urodził się 6 kwietnia 1928 r. w Chicago, Illinois, jako syn Jamesa D. Watsona, biznesmena i Jeana (Mitchella) Watsona, jego jedynego dziecka.

Wykształcenie podstawowe i średnie otrzymał w Chicago. Wkrótce okazało się, że James jest niezwykle utalentowanym dzieckiem i został zaproszony do programu radiowego „Quizzy dla dzieci”. Po zaledwie dwóch latach nauki w szkole średniej Watson otrzymał w 1943 r. stypendium na eksperymentalną czteroletnią uczelnię na Uniwersytecie w Chicago, gdzie zainteresował się studiowaniem ornitologii. Po uzyskaniu tytułu licencjata na Uniwersytecie w Chicago w 1947 roku kontynuował naukę na Uniwersytecie Indiana Bloomington.
W tym czasie Watson zainteresował się genetyką i rozpoczął studia w Indianie pod okiem specjalisty w tej dziedzinie Hermana J. Mellera i bakteriologa Salvadora Lurii. Watson napisał rozprawę na temat wpływu promieni rentgenowskich na reprodukcję bakteriofagów (wirusów infekujących bakterie) i uzyskał stopień doktora w 1950 roku. Grant od National Research Society pozwolił mu kontynuować badania nad bakteriofagami na Uniwersytecie w Kopenhadze w Danii. Tam badał biochemiczne właściwości DNA bakteriofaga. Jednak, jak później wspominał, eksperymenty z fagiem zaczęły go ciążyć, chciał dowiedzieć się więcej o prawdziwej strukturze cząsteczek DNA, o której z takim entuzjazmem mówili genetycy.

W październiku 1951 r roku naukowiec wyjechał do Cavendish Laboratory na Uniwersytecie w Cambridge, aby wspólnie z Johnem C. Kendrewem badać strukturę przestrzenną białek. Tam poznał Francisa Cricka (fizyka zainteresowanego biologią), który pisał wówczas swoją pracę doktorską.
Następnie nawiązali bliskie kontakty twórcze. „To była intelektualna miłość od pierwszego wejrzenia” – twierdzi pewien historyk nauki. Pomimo wspólnych zainteresowań, światopoglądu i stylu myślenia, Watson i Crick bezlitośnie, choć grzecznie, krytykowali się nawzajem. Ich role w tym intelektualnym duecie były różne. „Franciszek był mózgiem, a ja uczuciem” – mówi Watson

Począwszy od 1952 roku, opierając się na wczesnych pracach Chargaffa, Wilkinsa i Franklina, Crick i Watson postanowili spróbować określić strukturę chemiczną DNA.

W latach pięćdziesiątych było wiadomo, że DNA to duża cząsteczka składająca się z nukleotydów połączonych ze sobą w linię. Naukowcy wiedzieli również, że DNA odpowiada za przechowywanie i dziedziczenie informacji genetycznej. Struktura przestrzenna tej cząsteczki oraz mechanizmy dziedziczenia DNA z komórki na komórkę i z organizmu na organizm pozostały nieznane.

W 1948 W tym samym roku Linus Pauling odkrył strukturę przestrzenną innych makrocząsteczek – białek. Przykuty do łóżka przez jadeit Pauling spędził kilka godzin na składaniu papieru, za pomocą którego próbował modelować konfigurację cząsteczki białka i stworzył model struktury zwanej „alfa helisą”.

Według Watsona po tym odkryciu w ich laboratorium popularna stała się hipoteza o spiralnej strukturze DNA. Watson i Crick współpracowali z czołowymi ekspertami w dziedzinie analizy dyfrakcji promieni rentgenowskich i Crick był w stanie niemal dokładnie wykryć oznaki spirali na uzyskanych w ten sposób obrazach.

Pauling uważał również, że DNA jest helisą, składającą się zresztą z trzech nici. Nie potrafił jednak wyjaśnić natury takiej struktury ani mechanizmów samoduplikacji DNA w celu przeniesienia go do komórek potomnych.

Odkrycie struktury dwuniciowej nastąpiło po tym, jak Maurice Wilkins potajemnie pokazał Watsonowi i Crickowi prześwietlenie cząsteczki DNA wykonane przez jego współpracowniczkę Rosalind Franklin. Na tym obrazie wyraźnie rozpoznali oznaki spirali i udali się do laboratorium, aby sprawdzić wszystko na trójwymiarowym modelu.

W laboratorium okazało się, że warsztat nie dostarczył metalowych płytek niezbędnych do wykonania modelu stereo i Watson wyciął z tektury cztery rodzaje modeli nukleotydów - guaninę (G), cytozynę (C), tyminę (T) i adeninę (A) - i zaczął układać je na stole. A potem odkrył, że adenina łączy się z tyminą, a guanina z cytozyną, zgodnie z zasadą „klucza”. Dokładnie w ten sposób dwie nici helisy DNA są ze sobą połączone, to znaczy, naprzeciw tyminy z jednej nici, zawsze będzie adenina z drugiej i nic więcej.

W ciągu następnych ośmiu miesięcy Watson i Crick połączyli swoje ustalenia z już dostępnymi i w lutym opublikowali raport na temat struktury DNA 1953 roku.

Miesiąc później stworzyli trójwymiarowy model cząsteczki DNA wykonany z koralików, kawałków kartonu i drutu.
Według modelu Cricka-Watsona DNA jest podwójną helisą składającą się z dwóch łańcuchów fosforanu dezoksyrybozy połączonych parami zasad, podobnie jak szczeble drabiny. Poprzez wiązania wodorowe adenina łączy się z tyminą, a guanina z cytozyną.

Możesz zamienić:

a) uczestnicy tej pary;

b) dowolną parę na inną parę i nie spowoduje to naruszenia struktury, choć będzie miało decydujący wpływ na jej aktywność biologiczną.

Struktura DNA zaproponowana przez Watsona i Cricka doskonale spełniała główne kryterium, którego spełnienie było konieczne, aby cząsteczka pretendowała do miana repozytorium informacji dziedzicznej. „Szkielet naszego modelu jest wysoce uporządkowany, a sekwencja par zasad to jedyna właściwość, która może pośredniczyć w przekazywaniu informacji genetycznej” – napisali.
„Nasza struktura” – napisali Watson i Crick – „składa się zatem z dwóch łańcuchów, każdy wzajemnie się uzupełniający”.

Watson napisał o odkryciu swojemu szefowi Delbrückowi, który napisał do Nielsa Bohra: „W biologii dzieją się niesamowite rzeczy. Myślę, że Jim Watson dokonał odkrycia porównywalnego do tego, czego dokonał Rutherford w 1911 roku.” Warto przypomnieć, że w 1911 roku Rutherford odkrył jądro atomowe.

Taki układ pozwolił wyjaśnić mechanizmy kopiowania DNA: dwie nici helisy rozchodzą się i do każdej z nich dodawana jest dokładna kopia jej byłego „partnera” w helisie z nukleotydów. Używając tej samej zasady, co w przypadku drukowania pozytywu z negatywu na fotografii.

Choć Rosalind Franklin nie potwierdziła hipotezy o spiralnej strukturze DNA, to jej fotografie odegrały decydującą rolę w odkryciu Watsona i Cricka.

Później udowodniono model struktury DNA zaproponowany przez Watsona i Cricka. I w 1962 ich praca została nagrodzona Nagrodą Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny „za odkrycia w dziedzinie struktury molekularnej kwasów nukleinowych i określenie ich roli w przekazywaniu informacji w materii żywej”. Wśród laureatów nie znalazła się Rosalind Franklin, która do tego czasu zmarła (na raka w 1958 r.), gdyż nagroda nie jest przyznawana pośmiertnie.

yom z Instytutu Karolinska powiedział podczas ceremonii wręczenia nagród: „Odkrycie przestrzennej struktury molekularnej DNA jest niezwykle ważne, ponieważ zarysowuje możliwość szczegółowego zrozumienia ogólnych i indywidualnych cech wszystkich żywych istot”. Engström zauważył, że „odkrycie podwójnej spiralnej struktury kwasu dezoksyrybonukleinowego z jego specyficznym połączeniem zasad azotowych otwiera fantastyczne możliwości odkrycia szczegółów kontroli i przekazywania informacji genetycznej”.

https://pandia.ru/text/78/209/images/image004_142.jpg" szerokość="624" wysokość="631 src=">

James Watson to pionier biologii molekularnej, uważany wraz z Francisem Crickiem i Maurice'em Wilkinsem za odkrywcę podwójnej helisy DNA. Za swoją pracę w 1962 roku otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny.

James Watson: biografia

Urodzony w Chicago, USA, 6 kwietnia 1928 r. Uczęszczał do Horace Mann School, a następnie do South Shore High School. W wieku 15 lat rozpoczął studia na Uniwersytecie w Chicago w ramach eksperymentalnego programu stypendialnego dla uzdolnionych dzieci. Zainteresowanie życiem ptaków skłoniło Jamesa Watsona do studiowania biologii, a w 1947 roku uzyskał tytuł licencjata w dziedzinie zoologii. Po przeczytaniu przełomowej książki Erwina Schrödingera Czym jest życie? przeszedł na genetykę.

Po odrzuceniu przez Caltech i Harvard James Watson zdobył stypendium na studia podyplomowe na Uniwersytecie Indiana. W 1950 roku za pracę nad wpływem promieniowania rentgenowskiego na reprodukcję wirusów bakteriofagów uzyskał stopień doktora z zoologii. Z Indiany Watson przeprowadził się do Kopenhagi i kontynuował badania wirusów jako członek Krajowej Rady ds. Badań Naukowych.

Rozwikłaj DNA!

Po wizycie w nowojorskim laboratorium w Cold Spring Harbor, gdzie zapoznał się z wynikami badań Hersheya i Chase'a, Watson nabrał przekonania, że DNA jest cząsteczką odpowiedzialną za przekazywanie informacji genetycznej. Zafascynował go pomysł, że jeśli zrozumie jego strukturę, będzie w stanie dowiedzieć się, w jaki sposób dane są przesyłane między komórkami. Badania nad wirusami nie interesowały go już tak bardzo, jak ten nowy kierunek.

Wiosną 1951 roku na konferencji w Neapolu poznał Maurice’a Wilkinsa. Ten ostatni zademonstrował wyniki pierwszych prób wykorzystania dyfrakcji promieni rentgenowskich do zobrazowania cząsteczki DNA. Watson, podekscytowany danymi Wilkinsa, przybył do Wielkiej Brytanii jesienią. Dostał pracę w Cavendish Laboratory, gdzie rozpoczął współpracę z Francisem Crickiem.

Pierwsze próby

Próbując rozwikłać strukturę molekularną DNA, James Watson i Francis Crick postanowili zastosować podejście oparte na modelach. Obydwaj byli przekonani, że poznanie jego struktury odegra kluczową rolę w zrozumieniu transferu informacji genetycznej z komórek rodzicielskich do komórek potomnych. Biolodzy zdali sobie sprawę, że odkrycie struktury DNA będzie poważnym przełomem naukowym. Jednocześnie zdawali sobie sprawę z istnienia konkurentów wśród innych naukowców, takich jak Linus Pauling.

Crick i James Watson z wielkim trudem modelowali DNA. Żaden z nich nie miał doświadczenia w chemii, więc wykorzystali standardowe podręczniki do chemii, aby wyciąć z tektury konfiguracje wiązań chemicznych. Odwiedzający doktorant zauważył, że według nowych danych, których nie ma w książkach, niektóre z jego tekturowych wiązań chemicznych zostały użyte w odwrotnej kolejności. Mniej więcej w tym samym czasie Watson wziął udział w wykładzie Rosalind Franklin w pobliskim King's College. Najwyraźniej nie słuchał zbyt uważnie.

Niewybaczalny błąd

W wyniku błędu pierwsza próba naukowców zbudowania modelu DNA nie powiodła się. James Watson i Francis Crick zbudowali potrójną helisę z zasadami azotowymi na zewnątrz struktury. Kiedy zaprezentowali model swoim kolegom, Rosalind Franklin ostro go skrytykowała. Wyniki jej badań jednoznacznie wykazały istnienie dwóch form DNA. Bardziej wilgotny pasował do tego, który próbowali zbudować Watson i Crick, ale stworzyli model DNA bez obecności wody. Franklin zauważyła, że jeśli jej praca zostanie poprawnie zinterpretowana, zasady azotowe będą znajdować się wewnątrz cząsteczki. Czując się zawstydzony taką publiczną porażką, dyrektor Cavendish Laboratory zalecił badaczom porzucenie swojego podejścia. Naukowcy oficjalnie przenieśli się w inne obszary, ale prywatnie nadal zastanawiali się nad problemem DNA.

Odkrycie szpiegowskie

Wilkins, który pracował z Franklinem w King's College, był z nią w osobistym konflikcie. Rosalind była tak niezadowolona, że zdecydowała się przenieść swoje badania gdzie indziej. Nie jest jasne, w jaki sposób, ale Wilkins uzyskała jedno ze swoich najlepszych zdjęć rentgenowskich cząsteczki DNA. Być może nawet sama mu go dała, kiedy sprzątała swoje biuro. Pewne jest jednak, że wyjął zdjęcie z laboratorium bez zgody Franklina i pokazał je swojemu przyjacielowi Watsonowi w Cavendish. Następnie w swojej książce „Podwójna helisa” napisał, że w chwili, gdy zobaczył tę fotografię, szczęka mu opadła, a puls przyspieszył. Wszystko było niesamowicie prostsze niż uzyskana wcześniej forma A. Co więcej, dominujący na zdjęciu czarny krzyż odbić mógł powstać jedynie ze struktury spiralnej.

Laureat Nagrody Nobla

Biolodzy wykorzystali nowe dane do stworzenia modelu dwuniciowej helisy z zasadami azotowymi w parach A-T i C-G w środku. To połączenie natychmiast zasugerowało Crickowi, że jedna strona cząsteczki może służyć jako matryca dla precyzyjnie powtarzających się sekwencji DNA przenoszących informację genetyczną podczas podziału komórki. Ten drugi, udany model zaprezentowano w lutym 1951 r. W kwietniu 1953 r. opublikowano wyniki swoich badań w czasopiśmie Nature. Artykuł wywołał sensację. Watson i Crick odkryli, że DNA ma kształt podwójnej helisy, czyli „spiralnych schodów”. Dwa łańcuchy w nim zostały rozłączone niczym „błyskawica” i odtworzyły brakujące części. Zatem każda cząsteczka kwasu dezoksyrybonukleinowego jest zdolna do utworzenia dwóch identycznych kopii.

Skrót DNA i elegancki model podwójnej helisy stały się znane na całym świecie. Watson i Crick również stali się sławni. Ich odkrycie zrewolucjonizowało badania biologii i genetyki, umożliwiając zastosowanie technik inżynierii genetycznej stosowanych we współczesnej biotechnologii.

Artykuł „Nature” doprowadził do przyznania im i Wilkinsowi Nagrody Nobla w 1962 r. Regulamin Szwedzkiej Akademii zezwala na przyznanie nie więcej niż trzech naukowców. Rosalind Franklin zmarła w 1958 roku na raka jajnika. Wilkins wspomniał o niej mimochodem.

W roku, w którym otrzymał Nagrodę Nobla, Watson poślubił Elizabeth Lewis. Mieli dwóch synów: Rufusa i Duncana.

Kontynuacja pracy

W latach pięćdziesiątych James Watson kontynuował współpracę z wieloma innymi naukowcami. Jego geniusz polegał na umiejętności koordynowania pracy różnych ludzi i łączenia ich wyników w celu uzyskania nowych wniosków. W 1952 roku użył obracającej się anody rentgenowskiej, aby zademonstrować spiralną strukturę wirusa mozaiki tytoniowej. Od 1953 do 1955 r Watson współpracował z naukowcami z California Institute of Technology przy modelowaniu struktury RNA. Od 1955 do 1956 r ponownie współpracował z Crickiem, aby odkryć zasady budowy wirusów. W 1956 przeniósł się na Harvard, gdzie zajmował się syntezą RNA i białek.

Skandaliczna kronika

W 1968 roku ukazała się kontrowersyjna książka o DNA, której autorem jest James Watson. „Podwójna helisa” była pełna uwłaczających komentarzy i mściwych opisów wielu osób zaangażowanych w odkrycie, zwłaszcza Rosalind Franklin. Z tego powodu Harvard Press odmówiła publikacji książki. Mimo to praca została opublikowana i odniosła ogromny sukces. W późniejszym wydaniu Watson przeprosił za sposób, w jaki potraktował Franklina, mówiąc, że nie był świadomy presji, z jakimi borykała się jako badaczka w latach pięćdziesiątych. Największy zysk osiągnął dzięki publikacji dwóch podręczników - „Molecular Biology of the Gene” (1965) i „Molecular Biology of the Cell and Recombinant DNA” (wydanie zaktualizowane 2002), których nakład jest jeszcze wyczerpany. W 2007 roku opublikował swoją autobiografię „Unikaj nudnych ludzi”. Lekcje życia w nauce.”

James Watson: wkład w naukę

W 1968 roku został dyrektorem laboratorium Cold Spring Harbor. Instytut przeżywał wówczas trudności finansowe, ale Watsonowi udało się znaleźć darczyńców. Instytucja, na której czele stał, stała się światowym liderem pod względem poziomu prac z zakresu biologii molekularnej. Pracownicy firmy odkryli naturę nowotworu i po raz pierwszy odkryli jego geny. Co roku do Cold Spring Harbor przybywa ponad 4000 naukowców z całego świata, co świadczy o ogromnym wpływie Instytutu Międzynarodowych Badań Genetycznych.

W 1990 roku Watson został mianowany dyrektorem projektu poznania ludzkiego genomu w Narodowym Instytucie Zdrowia. Wykorzystał swoje zdolności w zakresie pozyskiwania funduszy, aby kontynuować projekt do 1992 roku. Odszedł z powodu konfliktu dotyczącego patentowania informacji genetycznej. James Watson uważał, że to tylko utrudni badania naukowcom pracującym nad projektem.

Kontrowersyjne wypowiedzi

Jego pobyt w Cold Harbor zakończył się nagle. 14 października 2007 roku w drodze na konferencję do Londynu został zapytany o wydarzenia na świecie. James Watson, światowej sławy naukowiec, odpowiedział, że jest ponury, jeśli chodzi o perspektywy Afryki. Według niego cała współczesna polityka społeczna opiera się na tym, że inteligencja jej mieszkańców jest taka sama jak innych, ale wyniki testów wskazują, że tak nie jest. Kontynuował swoją myśl, wychodząc z założenia, że postęp w Afryce jest hamowany przez zły materiał genetyczny. Publiczne oburzenie wobec tej uwagi zmusiło Cold Spring Harbor do poproszenia go o rezygnację. Naukowiec później przeprosił i wycofał swoje uwagi, twierdząc, że „nie ma na to podstaw naukowych”. W swoim pożegnalnym przemówieniu wyraził wizję, że „ostateczne zwycięstwo (nad rakiem i chorobami psychicznymi) jest w naszym zasięgu”.

Pomimo tych niepowodzeń genetyk James Watson nadal wysuwa kontrowersyjne twierdzenia. We wrześniu 2013 roku na spotkaniu poświęconym naukom o mózgu w Instytucie Allena w Seattle ponownie wygłosił kontrowersyjną wypowiedź dotyczącą jego przekonania, że wzrost rozpoznawalności chorób dziedzicznych może być związany z późniejszym rodzeniem dzieci. „Im jesteś starsza, tym większe jest prawdopodobieństwo, że masz wadliwe geny” – stwierdziła Watson, sugerując również, że materiał genetyczny należy pobierać od osób poniżej 15. roku życia w celu przyszłego poczęcia poprzez zapłodnienie in vitro. Jego zdaniem zmniejszyłoby to ryzyko, że życie rodziców zostanie zrujnowane przez narodziny dziecka z niepełnosprawnością fizyczną lub umysłową.

James Dewey Watson – amerykański biochemik. Urodzony 6 kwietnia 1928 w Chicago, Illinois. Był jedynym dzieckiem biznesmena Jamesa D. Watsona i Jeana (Mitchella) Watsona. W swoim rodzinnym mieście chłopiec otrzymał wykształcenie podstawowe i średnie. Wkrótce okazało się, że James jest niezwykle utalentowanym dzieckiem i został zaproszony do programu radiowego „Quizzy dla dzieci”. Po zaledwie dwóch latach nauki w szkole średniej Watson otrzymał w 1943 r. stypendium na eksperymentalną czteroletnią uczelnię na Uniwersytecie w Chicago, gdzie zainteresował się studiowaniem ornitologii. Po ukończeniu studiów na uniwersytecie w 1947 roku z tytułem licencjata nauk ścisłych, kontynuował naukę na Uniwersytecie Indiana Bloomington.

Urodzony w Chicago, Illinois. W wieku 15 lat wstąpił na Uniwersytet w Chicago, który ukończył cztery lata później. W 1950 roku otrzymali doktorat na Uniwersytecie Indiana za badania nad wirusami. W tym czasie Watson zainteresował się genetyką i rozpoczął studia w Indianie pod okiem specjalisty w tej dziedzinie, G.D. Meller i bakteriolog S. Luria. W 1950 roku młody naukowiec uzyskał stopień doktora filozofii na podstawie rozprawy na temat wpływu promieni rentgenowskich na rozmnażanie się bakteriofagów (wirusów infekujących bakterie). Grant od National Research Society pozwolił mu kontynuować badania nad bakteriofagami na Uniwersytecie w Kopenhadze w Danii. Tam badał biochemiczne właściwości DNA bakteriofaga. Jednak, jak później wspominał, zaczęły mu ciążyć eksperymenty z bakteriofagiem, chciał dowiedzieć się więcej o prawdziwej strukturze cząsteczek DNA, o której z takim entuzjazmem mówili genetycy. Jego wizyta w Cavendish Laboratory w 1951 roku zaowocowała współpracą z Francisem Crickiem, której kulminacją było odkrycie struktury DNA.

W październiku 1951 roku naukowiec udał się do Cavendish Laboratory na Uniwersytecie w Cambridge, aby wspólnie z D.K. Kendrew. Tam poznał Cricka, fizyka, który interesował się biologią i pisał wówczas pracę doktorską.

„To była intelektualna miłość od pierwszego wejrzenia” – twierdzi pewien historyk nauki. „Ich poglądy i zainteresowania naukowe są najważniejszą kwestią do rozwiązania, jeśli jesteś biologiem”. Pomimo wspólnych zainteresowań, światopoglądu i stylu myślenia, Watson i Crick bezlitośnie, choć grzecznie, krytykowali się nawzajem. Ich role w tym intelektualnym duecie były różne. „Franciszek był mózgiem, a ja uczuciem” – mówi Watson.

Począwszy od 1952 roku, opierając się na wczesnych pracach Chargaffa, Wilkinsa i Franklina, Crick i Watson postanowili spróbować określić strukturę chemiczną DNA.

Wspominając stosunek przeważającej większości ówczesnych biologów do DNA, Watson napisał: „Po eksperymentach Avery’ego wydawało się, że głównym materiałem genetycznym jest DNA. Zatem zrozumienie struktury chemicznej DNA może być ważnym krokiem w kierunku zrozumienia sposobu reprodukcji genów. Jednak w przeciwieństwie do białek, niewiele było precyzyjnie ustalonych informacji chemicznych na temat DNA. Pracowało nad tym niewielu chemików i poza faktem, że kwasy nukleinowe to bardzo duże cząsteczki zbudowane z mniejszych elementów zwanych nukleotydami, genetyk nie wiedział nic na temat ich składu chemicznego. Co więcej, chemicy organiczni zajmujący się DNA prawie nigdy nie interesowali się genetyką”.

Amerykańscy naukowcy próbowali zebrać w jedną całość wszystkie dostępne wcześniej informacje na temat DNA, zarówno fizykochemiczne, jak i biologiczne. Jak pisze V.N Soifer: „Watson i Crick przeanalizowali dane z analizy dyfrakcji promieni rentgenowskich DNA, porównali je z wynikami badań chemicznych stosunku nukleotydów w DNA (reguły Chargaffa) i zastosowali koncepcję L. Paulinga o możliwości istnienia polimery helikalne, które wyraził w odniesieniu do białek, do DNA. W efekcie udało im się postawić hipotezę dotyczącą budowy DNA, zgodnie z którą DNA składa się z dwóch nici polinukleotydowych, połączonych wiązaniami wodorowymi i wzajemnie skręconych względem siebie. Hipoteza Watsona i Cricka tak prosto wyjaśniła większość tajemnic dotyczących funkcjonowania DNA jako matrycy genetycznej, że została dosłownie natychmiast zaakceptowana przez genetyków i w krótkim czasie została udowodniona eksperymentalnie.

Na tej podstawie Watson i Crick zaproponowali następujący model DNA:

1. Dwie nici w strukturze DNA są skręcone wokół siebie i tworzą prawoskrętną helisę.

2. Każdy łańcuch składa się z regularnie powtarzających się reszt kwasu fosforowego i cukru dezoksyrybozy. Zasady azotowe są przyłączone do reszt cukrowych (po jednej na każdą resztę cukrową).

3. Łańcuchy są połączone ze sobą wiązaniami wodorowymi łączącymi pary zasad azotowych. W rezultacie okazuje się, że reszty fosforu i węglowodanów znajdują się na zewnątrz helisy, a zasady znajdują się w jej wnętrzu. Podstawy są prostopadłe do osi łańcuchów.

4. Istnieje zasada doboru baz do parowania. Zasada purynowa może łączyć się z zasadą pirymidynową, a ponadto tymina może łączyć się tylko z adeniną, a guanina z cytozyną...

5. Możesz zamienić: a) uczestników tej pary; b) dowolną parę na inną parę i nie spowoduje to naruszenia struktury, choć będzie miało decydujący wpływ na jej aktywność biologiczną.

„Nasza struktura” – napisali Watson i Crick – „składa się zatem z dwóch łańcuchów, każdy wzajemnie się uzupełniający”.

W lutym 1953 roku Crick i Watson opisali strukturę DNA. Miesiąc później stworzyli trójwymiarowy model cząsteczki DNA wykonany z koralików, kawałków kartonu i drutu.

Model umożliwił innym badaczom wyraźną wizualizację replikacji DNA. Dwie nici cząsteczki zostają rozdzielone w miejscach wiązań wodorowych, na przykład podczas otwierania zamka błyskawicznego, po czym na każdej połówce starej cząsteczki DNA syntetyzowana jest nowa. Sekwencja zasad działa jak szablon lub wzór dla nowej cząsteczki.

Crick i Watson ukończyli budowę modelu DNA w 1953 r., a dziewięć lat później wraz z Wilkinsem otrzymali w 1962 r. Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny „za odkrycia dotyczące struktury molekularnej kwasów nukleinowych i ich znaczenia w przekazywaniu informacji w żywych organizmach”. systemy.” Maurice Wilkins - Jego eksperymenty z dyfrakcją promieni rentgenowskich pomogły ustalić dwuniciową strukturę DNA. Rosalind Franklin (1920–58), której wkład w odkrycie struktury DNA przez wielu uważany był za bardzo znaczący, nie otrzymała Nagrody Nobla, ponieważ nie dożyła tego czasu.

Po podsumowaniu danych dotyczących właściwości fizycznych i chemicznych DNA oraz przeanalizowaniu wyników M. Wilkinsa i R. Franklina dotyczących rozpraszania promieni rentgenowskich na kryształach DNA, J. Watson i F. Crick w 1953 roku zbudowali model trzech strukturę wymiarową tej cząsteczki. Zaproponowana przez nich zasada komplementarności łańcuchów w cząsteczce dwuniciowej miała ogromne znaczenie. J. Watson stawia hipotezę o półkonserwatywnym mechanizmie replikacji DNA. W latach 1958-1959 J. Watson i A. Tissier przeprowadzili badania rybosomów bakteryjnych, które stały się klasyczne. Znana jest także praca naukowca nad badaniem struktury wirusów. W latach 1989-1992 J. Watson kierował międzynarodowym programem naukowym „Human Genome”.

Watson i Crick odkryli strukturę kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA), substancji zawierającej wszystkie informacje dziedziczne.

Już w latach pięćdziesiątych było wiadomo, że DNA to duża cząsteczka składająca się z tysięcy małych cząsteczek czterech różnych typów, połączonych ze sobą w linii - nukleotydów. Naukowcy wiedzieli również, że to DNA odpowiada za przechowywanie i dziedziczenie informacji genetycznej, podobnie jak tekst zapisany czteroliterowym alfabetem. Struktura przestrzenna tej cząsteczki oraz mechanizmy dziedziczenia DNA z komórki na komórkę i z organizmu na organizm pozostały nieznane.

W 1948 roku Linus Pauling odkrył strukturę przestrzenną innych makrocząsteczek – białek – i stworzył model tej struktury zwany „helisą alfa”.

Choć Franklin nie potwierdziła hipotezy o spiralnej strukturze DNA, to jej fotografie odegrały decydującą rolę w odkryciu Watsona i Cricka. Rosalind nie dożyła nagrody, którą otrzymali Wilkins, Watson i Crick.

Jest oczywiste, że odkrycie przestrzennej struktury DNA dokonało rewolucji w świecie nauki i pociągnęła za sobą całą serię nowych odkryć, bez których nie można sobie wyobrazić nie tylko współczesnej nauki, ale także współczesnego życia w ogóle

W latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku całkowicie potwierdziły się założenia Watsona i Cricka dotyczące mechanizmu replikacji DNA (podwojenia). Ponadto wykazano, że w procesie tym bierze udział specjalne białko – polimeraza DNA.

Mniej więcej w tym samym czasie dokonano innego ważnego odkrycia – kodu genetycznego. Jak wspomniano powyżej, DNA zawiera informacje o wszystkim, co jest dziedziczone, w tym o liniowej strukturze każdego białka w organizmie. Białka, podobnie jak DNA, są długimi łańcuchami molekularnymi aminokwasów. Tych aminokwasów jest 20. W związku z tym nie było jasne, w jaki sposób „język” DNA, składający się z czteroliterowego alfabetu, przekłada się na „język” białek, w którym używa się 20 „liter”.

Okazało się, że kombinacja trzech nukleotydów DNA wyraźnie odpowiada jednemu z 20 aminokwasów. I tak to, co „zapisane” jest w DNA, jednoznacznie przekłada się na białko.

W latach siedemdziesiątych pojawiły się jeszcze dwie ważne metody, oparte na odkryciach Watsona i Cricka. Polega to na sekwencjonowaniu i uzyskiwaniu rekombinowanego DNA. Sekwencjonowanie pozwala „odczytać” sekwencję nukleotydów w DNA. Na tej metodzie opiera się cały program poznania ludzkiego genomu.

Uzyskanie rekombinowanego DNA nazywa się inaczej klonowaniem molekularnym. Istota tej metody polega na tym, że do cząsteczki DNA wstawia się fragment zawierający konkretny gen. W ten sposób uzyskuje się np. bakterie, które zawierają gen ludzkiej insuliny. Insulina otrzymana w ten sposób nazywana jest rekombinowaną. Wszystkie „produkty genetycznie modyfikowane” powstają przy użyciu tej samej metody.

Paradoksalnie klonowanie reprodukcyjne, o którym teraz wszyscy mówią, pojawiło się zanim odkryto strukturę DNA. Oczywiste jest, że teraz naukowcy prowadzący takie eksperymenty aktywnie wykorzystują wyniki odkrycia Watsona i Cricka. Ale początkowo metoda nie była na tym oparta.

Kolejnym ważnym krokiem w nauce był rozwój reakcji łańcuchowej polimerazy w latach osiemdziesiątych. Technologia ta służy do szybkiego „odtworzenia” pożądanego fragmentu DNA i znalazła już wiele zastosowań w nauce, medycynie i technologii. W medycynie PCR służy do szybkiego i dokładnego diagnozowania chorób wirusowych. Jeśli masa DNA uzyskana z analizy pacjenta zawiera geny przyniesione przez wirusa, nawet w minimalnych ilościach, to za pomocą PCR można je „pomnożyć”, a następnie łatwo zidentyfikować.

AV Engström z Instytutu Karolinska powiedział podczas ceremonii wręczenia nagród: „Odkrycie przestrzennej struktury molekularnej… DNA jest niezwykle ważne, ponieważ zarysowuje możliwość bardzo szczegółowego zrozumienia ogólnych i indywidualnych cech wszystkich żywych istot”. Engström zauważył, że „odkrycie struktury podwójnej helisy kwasu dezoksyrybonukleinowego z jego specyficznym połączeniem zasad azotowych otwiera fantastyczne możliwości odkrycia szczegółów kontroli i przekazywania informacji genetycznej”.

James Dewey Watson (6 kwietnia 1928 w Chicago, Illinois) to amerykański biolog. Laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny 1962 – wraz z Francisem Crickiem i Maurice’em H. F. Wilkinsem za odkrycie struktury cząsteczki DNA.

Od dzieciństwa, dzięki ojcu, James był zafascynowany obserwacjami życia ptaków. W wieku 12 lat Watson wziął udział w Quiz Kids, popularnym radiowym quizie dla inteligentnych młodych ludzi. Dzięki liberalnej polityce prezydenta University of Chicago Roberta Hutchinsa wstąpił na uniwersytet w wieku 15 lat. Po przeczytaniu książki Erwina Schrödingera Czym jest życie według fizyki? Watson zmienił swoje zainteresowania zawodowe z ornitologii na genetykę. W 1947 roku uzyskał tytuł licencjata z zoologii na Uniwersytecie w Chicago.

W 1951 roku rozpoczął pracę w Cavendish Laboratory na Uniwersytecie w Cambridge, gdzie badał strukturę białek. Tam poznał fizyka Francisa Cricka, który interesował się biologią.

W 1952 roku Watson i Crick rozpoczęli prace nad modelowaniem struktury DNA. Korzystając z reguł Chargaffa i zdjęć rentgenowskich Rosalind Franklin i Maurice'a Wilkinsa, skonstruowano model podwójnej helisy.

Przez 25 lat kierował Instytutem Naukowym Cold Spring Harbor, gdzie prowadził badania nad genetyką nowotworów.

Od 1989 do 1992 - organizator i dyrektor projektu Human Genome mającego na celu rozszyfrowanie sekwencji ludzkiego DNA, kierując jednocześnie tajnym projektem Faust

W 2007 roku opowiedział się za tym, że przedstawiciele różnych ras mają odmienne zdolności intelektualne, co jest uwarunkowane genetycznie. W związku z naruszeniem poprawności politycznej zażądano od niego publicznych przeprosin, a w październiku 2007 roku Watson oficjalnie złożył rezygnację z funkcji kierownika laboratorium, w którym pracował. Jednocześnie nadal prowadzi badania w tym samym laboratorium.

Według „Independent” badanie DNA samego Jamesa Watsona wykazało wysoką koncentrację genów afrykańskich i, w mniejszym stopniu, azjatyckich. Później zasugerowano, że analiza genomu zawierała istotne błędy.
Obecnie pracuje nad odkryciem genów chorób psychicznych.

Książki (3)

Unikaj nudy. Lekcje z życia w nauce

Słynny biolog James Watson zasłynął dzięki odkryciu (wraz z Francisem Crickiem) struktury DNA w 1953 roku, za co otrzymał Nagrodę Nobla. Watson został później pierwszym dyrektorem Narodowego Centrum Badań nad Genomem Człowieka (USA) i kierował słynnym projektem poznania genomu człowieka.

W swojej autobiograficznej książce „Unikaj nudy” Watson pisze o swoim słynnym odkryciu, działaniu amerykańskiej nauki i lekcjach, jakie wyciągnął z własnych doświadczeń życiowych i obserwacji innych ludzi. To właśnie ta ostatnia okoliczność sprawia, że książka Watsona jest nie tylko fascynująca, ale także bardzo użyteczna:

„Avoid Boring” jest zarówno szczegółowym wspomnieniem wielkiego naukowca, jak i swoistym przewodnikiem po osiągnięciu sukcesu w nauce. Opowiadając o swojej drodze życiowej, autor udziela czytelnikowi praktycznych i praktycznych rad, jak zrobić karierę naukową i być może pewnego dnia samemu dokonać wybitnego odkrycia.

Biologia molekularna genu

Książka napisana przez noblistę J. Watsona zajmuje szczególne miejsce w literaturze z zakresu biologii molekularnej.

Jest to doskonały przewodnik po tej nowej, szybko rozwijającej się dziedzinie biologii, zawierający podsumowanie najbardziej aktualnych dowodów. Rozważane są zasady chromosomalnej teorii dziedziczności, wzajemne oddziaływanie cząsteczek biologicznie aktywnych, budowa i funkcja błon komórkowych, rola różnych regulatorów metabolicznych, wirusowa teoria nowotworów, zagadnienia i zadania inżynierii genetycznej.

Książka jest napisana niezwykle przejrzyście, logicznie i czyta się ją z dużym zainteresowaniem.

Podwójna helisa

Autorem książki jest wybitny amerykański naukowiec James D. Watson. Każdy, kto śledził najnowsze osiągnięcia biologii światowej, słyszał zapewne jego nazwisko obok nazwisk Anglików Francisa Cricka i Maurice’a Wilkinsa. Ci trzej naukowcy, nagrodzeni Nagrodą Nobla w 1962 r., dokonali jednego z najważniejszych odkryć w biologii XX wieku: ustalili strukturę cząsteczki DNA – materiału genetycznego komórki przechowującego informację o dziedzicznych cechach organizmu. organizm.

„Podwójna helisa”, autobiograficzna opowieść, w której Watson szczegółowo opisuje, jak on i jego współautorzy doszli do tego odkrycia, wprowadza czytelnika do „kuchni” wielkiej nauki. Swobodny sposób prezentacji, wyrazista charakterystyka bohaterów – znanych amerykańskich i europejskich naukowców, figuratywny język literacki przyciągną uwagę nie tylko naukowców, ale także miłośników literatury popularnonaukowej.